Calcule o potencial teórico das seguintes células (em cada caso, considere que as atividades são aproximadamente iguais às concentrações molares e que a temperatura é
.
ECS||
. R:
ECS||
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem que calcular o potencial teórico de uma célula eletroquímica. O que isso significa? Basicamente, é descobrir qual é a voltagem que essa célula vai gerar. Para isso, vamos precisar entender um pouquinho de potenciais padrão de eletrodo e equação de Nernst. Vamos lá!
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os componentes da célula que a gente tem aqui: ECS||
. Isso significa que estamos lidando com uma célula formada por um eletrodo de ECS (Eletrodo de Calomelano Saturado) e um eletrodo de zinco
. A concentração de íons
é de
.
Passo 3
Agora, vamos lembrar que o potencial da célula (
) pode ser calculado usando a diferença entre o potencial do eletrodo de redução e o potencial do eletrodo de oxidação. A fórmula básica é:
Aqui, o cátodo é onde ocorre a redução e o ânodo é onde ocorre a oxidação.
Passo 4
Para encontrar esses potenciais, precisamos dos potenciais padrão de eletrodo (
) para cada material. Vamos supor que o potencial padrão do ECS seja conhecido e o potencial padrão de redução para o zinco é
.
Passo 5
Entretanto, como a concentração de
não é padrão (1 M), vamos usar a Equação de Nernst para ajustar o potencial do eletrodo de zinco. A Equação de Nernst é:
No caso da redução do zinco:
Então,
.
Passo 6
Aplicando a Equação de Nernst para o eletrodo de zinco:
Substituindo os valores:
Passo 7
Calculando o logaritmo:
Então:
Passo 8
Agora, vamos considerar o potencial do ECS. Supondo que o ECS tem um potencial padrão de
(valor típico), então:
Aqui, o ECS atua como cátodo e o zinco como ânodo:
Resposta
O potencial teórico da célula é de aproximadamente
.